[发明专利]一种用于VOC及恶臭类气体检测的电子鼻系统

权利要求书

1.一种用于VOC及恶臭类气体检测的电子鼻系统，其特征在于：包括气体富集模块、气室气路模块、传感器阵列、信号调理预处理模块、嵌入式处理模块和PC机；其中：

所述气体富集模块用于对低浓度气体进行富集；

所述气室气路模块与气体富集模块连接，由气管、泵、电磁阀、转向接头以及气室组成，用于对气体流向进行控制，通过改变泵阀状态完成采气、检测及冲洗过程；

所述传感器阵列与气室气路模块连接，用于对气室中的气体进行采集，并生成相应电信号；

所述信号调理预处理模块用于对传感器阵列所产生的电信号进行调理、滤波以及模数转换后提供给嵌入式处理模块；

所述嵌入式处理模块用于对信号调理预处理模块的输出信号进行处理、显示和存储；

所述PC机搭载有多个分类模型，通过信息融合的模式识别技术对嵌入式处理模块处理后的数据进行识别分类。

2.根据权利要求1所述的电子鼻系统，其特征在于：所述气体富集模块包含若干三通阀以及待测气体储气瓶，其通过调整三通阀的不同组合控制储气瓶的开关状态，使得待测气体富集后进入气室。

3.根据权利要求1所述的电子鼻系统，其特征在于：所述传感器阵列包含有电化学传感器、PID传感器以及半导体传感器；其中电化学传感器有3个，分别对氨气、硫化氢和甲醛进行采集；半导体传感器有7个，用于对乙醇、VOC以及有机气体进行采集；PID传感器有1个，用于对DMF等其他污染气体进行采集。

4.根据权利要求3所述的电子鼻系统，其特征在于：所述气室有三个，分别放置电化学传感器、PID传感器以及半导体传感器；其中放置半导体传感器的气室内还放置有温湿度传感器。

5.根据权利要求1所述的电子鼻系统，其特征在于：所述信号调理预处理模块包括滤波电路、放大电路和A/D转换电路，传感器阵列将待测气体的成分及浓度转换为电信号后通过滤波电路进行低通滤波，滤波后的电信号再经放大电路适当放大后传输至A/D转换电路进行模数转换，最终使转换后得到的数字信号传输至嵌入式处理模块。

6.根据权利要求1所述的电子鼻系统，其特征在于：所述嵌入式处理模块包括嵌入式处理器、触控显示电路、数据存储器以及数据传输电路；其中嵌入式处理器通过内置软件程序对信号调理预处理模块的输出信号进行特征提取以及归一化处理，生成关于气体含量、浓度的数据结果；触控显示电路用于对所述数据结果进行显示并接受外部的参数设定；数据存储器用于对所述数据结果进行存储；数据传输电路包括两个传输接口：一个为与信号调理预处理模块通信的串口，另一个为与PC机通信的以太网接口。

7.根据权利要求1所述的电子鼻系统，其特征在于：所述PC机内部搭载有线性判别式分析算法模型、PCA算法模型、多层感知器神经网络模型、粒子群优化算法模型以及基于遗传算法优化的支持向量机模型，因此有多个模型可供选择，通过信息融合的模式识别技术，能够很好地利用各种传感器收集的信息，提高识别的正确率。